我的電子情人夢(20) –當硬碟停止轉動時

翻開人類史，拳頭姆弱小永遠是被霸凌與被入侵的對象。這是人性輪迴不已的不得不承受之重。武力必須強到讓野蠻者挫賽，人不犯我、我不犯人乃國防前提。

風塵往事，台灣本有機會有能力在1980年代末做出原子彈，只是「中山科學研究院」旗下「核能研究所」出現了一個高官叛國賊 張憲義。叛國賊永遠都是叛國賊，無須浪費光陰來著墨。司馬遷若是在世，也該知道用”區塊鏈”寫下貪官汙吏、叛國賊之史實。

而台灣的開發原子彈又與一台大型電腦有耦合性的密切關係，而當時電腦的主力儲存設備就是”硬碟”大人。這台大型電腦的型號就是富士通的『FACOM M200』。這是一個可配置為高端4 CPU的高速運算電腦，台灣買入僅配置1個CPU，那個時候CPU不像個人電腦用的單顆處理器，而是一台如冰箱尺寸的運算裝置。硬碟有如洗衣機般的尺寸，與今日比較容量之小會嚇你一跳。

IBM工程師於1953年發明了硬碟，在電腦發展史上有吃重的地位。過去的事不用說太多，展望未來比較重要。其中的關鍵核心問題就是”SSD固態碟衝擊效應”。

IT產業有個不成文的經驗法則，凡是機構裝置碰到半導體，就是遇到絕命刀。甚麼高容量軟碟、ZIP、抽取式硬碟等全都陣亡。半導體很可怕，因為它的價格滑落速度，就如同雲霄飛車，心臟不夠強，就不要自尋死路。

半導體還有一個致命招式，那就是”吸星大法”；只要能夠整合進來的，最後通通吸進來。

SSD固態碟為何今日如此紅，當前正夯，通吃開放性與崁入式系統。來看價格與應用便知箇中奧妙。以1GB的平均價格來說，2007約是7.4美元，2009則是滑落到1.25美元。價格曲線始終在掉落，2020年來到約0.09美元。不要說硬碟，光碟早就提前掛掉。

這股SSD的大躍進原動力，就是半導體的先天本錢，它能夠終結掉硬碟，讓硬碟從此停止轉動嗎？

注： SSD乃是Solid State Drive的簡稱。

SSD的核心零組件，即是東芝發明的”NAND快閃記憶體”；不過，與快閃絲毫沒關係，僅是取名而已。史上半導體最強悍的曲線，究竟是哪一尊？半導體有一個著名的摩爾定律(Moore law)，英特爾就是信徒。然而，還有一個元件的變化曲線比摩爾還要犀利還要可怕。話不多說，答案就是NAND快閃記憶體。

紀元2000年之前，DRAM可以說是半導體技術的驅動力來源之一，如今，主導地位換人做，NAND時代來臨。而這個物換星移的徵兆，早就出現，只是被三星給發揚光大，打了一隻大滿貫。韓國三星會如此搖擺，是將NAND型快閃記憶體當作硬碟來經營，終究開花結果，亮麗豐收。回想當年蘋果的iPOD也許是NAND記憶體發揮經濟效益的極致；元件便宜，產品卻賣的那麼貴!

半導體馬不停蹄地朝向製程微細化的目標邁進，可是NAND雖然有多值化的方式，卻也慢慢碰到限界的圍牆，突破之道就是朝向空間的延伸，也就是3D化的嶄新方式構造來下手。

沒有人說，筆電一定要搭配SSD固態碟。只不過兩者的時間巧合，碰出一道亮麗的火花。若是回顧資訊史，固態碟早在SCSI的時代，就已經存在了。只是，在那個時候，物不美、價不廉又超級貴，僅可侷限於很特殊很特別的市場用途罷了。

當隨身碟崛起，MP3產品熱賣，造就了iPOD帝國；爾後就是手機的故事了。快閃記憶體的主導廠商乃將此元件當作硬碟來經營，利用半導體微細化製程的進步，光速般將元件價格快速滑落。只要容量夠大，價格還可以，當然就能進入諸如筆電的市場。

加上硬碟就是偏偏有它的風險，何時會掛，天知地知；又怕摔。資訊人當然會另尋活水。SSD沒有馬達、移動臂，讀寫頭等機構的元組件，靜音、耐衝擊性高。而且，讀取速度也比較快。

2006年，新力的VAIO Type U的Zero Spindle機款，就已經採用固態碟了。該機，日本傳媒曾經形容為一流的Origami(折紙)。(VAIO已經不是Sony的品牌)

不少的資料中心(Data center)、伺服器、企業用途磁碟陣列、產業用裝置，進行SSD的搭載。所有這些領域廠商的用意，就是圖謀性能的提升、存取速度更快、更低的電力的消耗，創出機器的新附加價值。

難道，集三千寵愛於一身的SSD，是不敗神話嗎？金鐘罩中是否有「數位落穴」呢？

NAND記憶體好的一面談的差不多了，該來面對一個血淋淋的現實面問題，壽命的矛盾情節。半導體製程微細化以及多值化的手段，帶來平均容量價格的加速滑落，卻也有機會帶來一個萬萬沒想到的致命後遺症。

2004~2005年，開始量產的90nm製品，根本幾乎沒有人會去懷疑NAND型記憶體的信賴性。重複寫入回數約10萬回，資料的保持時間約10年。

在2005~2006年70nm的世代技術4Gb製品，NAND型快閃記憶體的重複寫入回數也可以維持約10萬回，資料的保持時間約10年。

2007年開始量產50nm的16Gb(2Bit/Cell)，卻發生了變化。重複寫入回數約1萬回，資料保持時間減少到約5年。

從這個過去經驗來判斷，爾後的機運呢？

還好，以上這些數值是代表NAND的資料保持時間，並非直指SSD的壽命。

而SSD存在這個潛在的致命傷，也就是寫入回數的壽命問題。該點正是SSD與HDD的迥然不同之處。

科學家與工程師們，如此聰明，當然會想出SSD矛盾情節的解決戰略對策。因應製程技術微細化以及多值化帶來的問題，會集結OS、控制器、NAND型記憶體、快取記憶體等廠商的群體智慧。

SSD的旭日東昇，很難懷疑。

末了，從性能面誠實說，NAND記憶體算武功低落，後NAND時代記憶體早就研發出來，磨刀霍霍，始終難取代掉便宜大碗的NAND，而轉入AI領域應用。這是後話。

總之，錢錢錢還是支配了元件的命運。